罗盘 / 片上光互连
暗星档案 · 未点亮的星

光电共封装 · 片上光互连

本条为初评草案(AI 辅助编目 · 评于 2026-07):T 阶为三问初评(撬动面 × 停滞度 × 临界性),双评过 σ 门并红蓝复核后才升"已建档"。查不到的字段留空不编。点亮者会进入亮星候选流程,其贡献与星阶按 HCF 独立重评,不从暗星自动继承。

光电共封装 · 片上光互连T5 量级 · 新星
让光取代铜进入芯片封装内部——算力集群的'互连带宽墙'不破,再多的晶体管也喂不饱 AI。
暗星编号DS-0085
E · 能量与能力前沿
领域information-communication
状态初评草案 · 待双评与红蓝复核
这是什么 · 为什么难

AI 集群的瓶颈正在从算力转向互连:GPU 之间搬数据的铜互连在带宽密度和每比特能耗上逼近物理极限,机柜功耗里越来越大的份额烧在'搬运'而非'计算'上。光电共封装(CPO)把光引擎直接封进交换芯片和加速器的封装内,用光波导取代铜走线,可把互连能耗降一个量级、带宽密度提升数倍。这不是单一产品改良,而是计算体系结构的一次换血——它决定了下一个十年每瓦算力的天花板,也间接决定 AI、科学计算这些文明级引擎的成本曲线。原理和样品都有了,卡在'能不能便宜、可靠地造一亿个'。

卡在哪 · 机制级卡点

量产化三重卡点:片上激光器(III-V 材料与硅异质集成)的良率和寿命仍显著落后于电芯片标准,坏一颗激光器可能废掉整个昂贵封装;光引擎与先进封装的热-机械协同设计极难,激光器怕热却被塞进功耗最高的芯片旁边;每比特能耗要压到亚皮焦级才对铜形成决定性优势,链路预算里调制器、探测器、DSP 每一环都得同时进步。

谁在攻

Ayar Labs、Nvidia(与台积电硅光工艺合作)、Intel、Broadcom、Marvell、多家硅光代工线(GlobalFoundries 等)

怎么参与

读微电子/光子学交叉方向,硅光子学是入口课程。切入点选激光器集成良率、光引擎热管理或链路级能耗建模中的一个——这个领域产业界跑得比学术界快,读研期间进有硅光流片能力的组、或直接加入 CPO 初创/大厂光互连团队做工程验证,成长最快。

谁在攻这颗暗星 · 攻关者名录17 人

这不是终点站——今天在这颗暗星上攻坚的人,就是明天点亮它、登上星光榜的候选。名录含科研、创业与第三方三类关键角色,初评待核实,欢迎补充与纠正。

ACADEMIA学界 · 科研10
弗拉基米尔·斯托亚诺维奇Vladimir Stojanović电子 / 光子集成教授、联合创始人
加州大学伯克利分校 / Ayar Labs
Ayar Labs 联合创始人,2015 年《用光直接通信的单芯片微处理器》Nature 论文核心作者。
拉吉夫·拉姆Rajeev Ram电子工程教授
麻省理工学院 (MIT)
2015 单芯片光通信 Nature 论文核心作者,硅光集成与能耗建模。
米洛什·波波维奇Miloš Popović光子学教授
波士顿大学
硅光子器件设计,2015 单芯片光通信论文共同作者。
约翰·鲍尔斯John Bowers光子学教授
加州大学圣塔芭芭拉分校 (UCSB)
III-V / 硅异质集成片上激光器权威,直击 CPO 激光器良率与寿命瓶颈。
米哈尔·利普森Michal Lipson光子学教授
哥伦比亚大学
硅光子学奠基人之一,推进集成光子器件与调制器。
凯伦·伯格曼Keren Bergman电子工程教授
哥伦比亚大学
面向高性能计算 / AI 集群的嵌入式硅光互连体系结构研究。
戴维·米勒David A. B. Miller电子工程教授
斯坦福大学
光互连的物理基础与「为何要用光取代铜」的理论权威。
莱昂内尔·基默林Lionel Kimerling材料科学教授
麻省理工学院 (MIT) / AIM Photonics
硅光子学材料与集成,AIM Photonics 制造联盟的核心推动者。
德克·英伦德Dirk Englund电气工程与计算机科学教授
麻省理工学院(MIT)
集成光子学与光子计算领军学者,其实验室孵化了 Lightmatter 的核心技术,持续攻光子器件与系统集成。
戴维·A·B·米勒David A. B. Miller电气工程教授
斯坦福大学
光互连理论奠基者,系统论证了「为何芯片间通信必须走光」的能耗与带宽根据。
INDUSTRY业界 · 创业与工程7
马克·韦德Mark Wade联合创始人 & CTO
Ayar Labs
主导 TeraPHY 光引擎 chiplet 的 CPO 光互连商业化。
孙晨Chen Sun联合创始人
Ayar Labs
CPO 光互连芯片架构与产品化,2015 单芯片光通信论文共同作者。
尼克·哈里斯Nick Harris创始人 & CEO
Lightmatter
打造 Passage 光互连 / CPO 平台,做面向 AI 集群的光子互连。
戴维·拉佐夫斯基David Lazovsky创始人 & CEO
Celestial AI
打造 Photonic Fabric 光互连架构,攻算力集群的互连带宽墙。
尼古拉斯·哈里斯Nicholas Harris创始人兼 CEO
Lightmatter
创办 Lightmatter,推出 Passage 光互连与光子计算平台,是光子搬数据商业化最受关注的公司领头人。
戴夫·拉佐夫斯基Dave Lazovsky创始人兼 CEO
Celestial AI
创办 Celestial AI,主打 Photonic Fabric 光互连技术攻内存墙与集群互连,是该赛道融资与落地的代表玩家。
沈亦晨Yichen Shen创始人兼 CEO
Lightelligence(曦智科技)
MIT 光子计算成果创业者,创办曦智推出光电混合计算与片上光网络芯片,是光计算工程化的主力之一。

去哪家 · 机构与公司名录8 家 · 其中初创/成长期 8

给求职者和投资人的信息增量——不只是听过的大机构,更多是正在攻这颗暗星的初创与新公司(联网实搜、初创优先排序,初评待核实)。

Xscape Photonics初创
2022 创 · 累计 $57M(含 2025 年 $44M) · 美国 加州 圣克拉拉
造多波长(多色)激光光源,用一根光纤多色并行把数据中心内芯片连起来,走可编程多色激光差异化路线。
↗ 哥伦比亚大学实验室分拆,英伟达 + 思科联合投资;在巨头林立的 CPO 里以'多色激光'另辟一条带宽密度路线,是最值得关注的新公司。
Ranovus初创
2012 创 · 成长期风投 · 加拿大 渥太华
用量子点激光 + 硅光 PIC 做多波长光引擎(Odin),主打免外部激光器的集成方案。
↗ 加拿大隐形冠军;量子点激光路线直击本暗星'片上激光器良率与寿命'这一量产死穴,是主流硅光之外的另类解法。
Scintil Photonics初创
2018 创 · 早期风投 · 法国 格勒诺布尔
fabless 硅光公司,把 III-V 增益单片集成进硅光晶圆(片上激光增益),造增益集成的硅光芯片。
CEA-Leti 分拆,单片集成激光增益正面攻'片上激光器良率'卡点;欧洲少数硅光有源集成创业,隐形但踩在痛点上。
Nubis Communications初创
2020 创 · 2025-09 被 Ciena 以 $270M 收购 · 新普罗维登斯,新泽西州,美国
做紧凑高密度 CPO/NPO 光模块,单模块支持最高 6.4 Tb/s 全双工,主打低延迟低功耗
被 Ciena 收购,是 CPO 小公司被光通信大厂整合的又一例;产品在带宽密度上做到第一梯队,属「隐形冠军型」被并购标的
Q.ANT初创
2018 创 · 累计约 $80M(称欧洲光子计算最大单轮) · 斯图加特,德国
用薄膜铌酸锂(TFLN)光子芯片在光域直接做非线性数学运算,做模拟光子协处理器 NPU
↗ 2025-07 把光子协处理器装进莱布尼茨超算中心(LRZ)——全球首次把模拟光子协处理器接进在运营的 HPC 环境;欧洲光子计算的头号玩家,代表「光子计算」而非仅「光互连」的一路,据称每机架算力密度高 100x、功耗低 90x
Ayar Labs成长期
2015 创 · Series E $500M(独角兽) · 美国 加州 圣何塞
造光电共封装光引擎(TeraPHY/SuperNova),把光 I/O 直接封进交换与加速芯片的封装内,用光取代封装内铜走线。
↗ CPO 纯玩家标杆,2024 年 $155M 后 2025 年 Series E 融 $500M,与台积电/英伟达硅光生态深绑——本暗星的旗手。
Lightmatter成长期
2017 创 · 累计 $822M / 估值 $4.4B · 美国 加州 山景城
Passage 3D 光子互连平台(L200/L200x),单封装 >200Tbps 总 I/O 带宽,光子计算与互连双线并进。
↗ 估值 44 亿美元的 CPO 领跑者之一;把光互连做成可堆叠的 3D 有源中介层,直击 AI 集群互连墙。
Celestial AI成长期
2020 创 · 2026 被 Marvell 以 $3.25B 收购 · 美国 加州 圣克拉拉
'光子织物'(Photonic Fabric) 做芯片间及内存-算力间的光互连,主打把内存池化到远端仍保持带宽。
↗ CPO 赛道最大并购之一(Marvell 32.5 亿美元);从'互连墙'延伸到'内存墙',是把光互连价值讲到内存层的代表。

来源 · 可查证